CN104170182B - 同轴电连接元件和同轴电连接组件 - Google Patents

同轴电连接元件和同轴电连接组件 Download PDF

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Abstract

同轴电连接元件和同轴电连接组件。该同轴电连接元件（10）设计成用于建立与互补同轴电连接元件（20）的电连接并且包括：外部体（2），所述外部体具有包围轴线（X）的中央通道（21）；中央杆（3）；横向杆（4）；可动组件（108），所述可动组件能够相对于外部体（2）和杆（3，4）运动并且包括连接元件（5），所述连接元件具有与中央杆（3）电接触的引导部分（51）；弹性返回装置（6）。连接元件（10）能够在第一和第二位置之间运动。在第一位置中，没有连接互补连接元件（20），由返回装置（6）施加的返回力（F）推动可动组件（10B）并且连接元件（5）的连接部分（52）与横向杆（4）电接触。在第二位置中，互补连接元件（20）与连接元件（10）相连并且抵抗由返回装置（6）施加的返回力（F）推动可动组件（10B），连接元件（5；105）的连接部分（52；152）与横向杆（4）分离开一非零距离（d2）。连接元件（5）的连接部分（52）沿着径向方向（D52）相对于轴线（X）延伸。连接元件（10）包括平移引导装置（7），所述平移引导装置防止连接元件（5）围绕轴线（X）旋转。

Description

同轴电连接元件和同轴电连接组件
技术领域
本发明涉及一种同轴电连接元件，所述同轴电连接元件设计成用于建立与互补同轴电连接元件的电连接。本发明还涉及一种同轴电连接组件，所述同轴电连接组件包括所述同轴电连接元件和互补同轴电连接元件，所述互补同轴电连接元件设计成用于建立与第一同轴电连接元件的电连接。
背景技术
在本描述中，“微波”或者“射频”部件能够在微波范围中例如以高于1GHz的频率实施操作。与“绝缘”元件形成对比，当元件允许电流通过时其被称作是“导电”的。
微波同轴连接元件通常包括：中央导体，所述中央导体由导电杆构成，所述导电杆限定了连接元件的纵向轴线；和外部导电体，所述外部导电体布置在导电杆周围。支撑导电杆的绝缘元件将导电杆和导电体分离开。这种第一连接元件设计成与互补同轴连接元件配合，所述互补同轴连接元件包括中央导电杆、用于支撑杆的绝缘支撑构件和导电外部体。
两个连接元件能够相对于彼此机械地拆卸，并且当所述两个连接元件装配在一起时，一方面，在两个连接元件的导电杆之间建立起了电接触，另一方面，在两个连接元件的导电体之间也建立起了电接触。由第一连接元件传递到互补连接元件的信号是穿过在导电杆和导电体之间延伸的体积的波，所述体积包括绝缘支撑构件。支撑构件通常设计成不会过度干扰传递通过连接元件的电信号。
已知提供了一种第一同轴电连接元件，所述第一同轴电连接元件具有切换功能，从而允许一条电气线路切换成另一条电气线路，特别是对于射频应用而言。
通过将第二互补同轴电连接元件装配到第一连接元件中来实施第一连接元件的切换。第二连接元件例如可以将由第一连接元件承载的信号从内部天线转移到外部天线。
CN-Y-2011/17996公开了这样一种用于提供切换功能的同轴电连接元件，所述同轴电连接元件包括外部体，所述外部体具有围绕轴线的中央通道和沿着轴线延伸的中央杆。内部杆的第一端部旨在与第一电气线路电连接，而内部杆的第二端部旨在与互补连接元件电连接。该连接元件还包括横向杆，所述横向杆延伸通过外部体并且具有位于中央通道中的内部部分，所述内部部分设计成用于将通过连接元件的信号转移至第二电气线路。这种连接元件还包括组件，所述组件能够相对于外部体和杆沿着轴线运动。这种可动组件包括：连接元件，所述连接元件具有与中央杆电接触的引导部分；和弹性返回装置，所述弹性返回装置插入在外部体和可动组件之间。互补连接元件旨在与第三电气线路电连接。
当没有连接互补连接元件时，连接元件处于第一位置或者静止位置中，在所述第一位置或者静止位置中，在内部杆的第一端部和横向杆之间建立起电接触。由弹性返回装置施加的返回力将可动组件推向中央杆的第二端部，使得连接元件的连接部分与横向杆电接触。因此，第一电气线路连接到第二电气线路。
在第二位置中，互补连接元件被连接并且抵抗由弹性返回装置施加的返回力推动可动组件，使得连接元件的连接部分与横向杆分离开非零距离。内部杆的第一和第二端部被电连接。因此，第一电气线路连接到第三电气线路。
通过在垂直于轴线的平面中延伸的金属盘形成连接元件的连接部分。连接元件在微波频率的性能受到形成连接部分的盘的直径限制，连接部分对驻波比或者“SWR”产生影响，这是因为其形成中央通道中的断续部分。因此，这种连接元件不适于传递微波信号。更加特别地，这种连接元件不适于传递微波能量信号，这是因为随着信号能量增加，缺陷增加。
发明内容
本发明的目的是提供一种改进的同轴电连接元件，所述改进的同轴电连接元件在射频下具有改进性能并且适于传递具有高能量的信号。
为此，本发明涉及一种同轴电连接元件，所述同轴电连接元件设计成用于建立与互补同轴电连接元件的电连接，并且包括：
-外部体，所述外部体具有围绕轴线的中央通道；
-中央杆，所述中央杆至少部分地沿着轴线延伸；
-横向杆，所述横向杆延伸通过外部体并且具有位于中央通道中的内部部分；
-可动组件，所述可动组件能够相对于外部体和杆沿着轴线运动，并且包括连接元件，所述连接元件具有与中央杆电接触的引导部分；
-弹性返回装置，所述弹性返回装置插入在外部体和可动组件之间。
连接元件能够在以下位置之间运动：
-第一位置，在所述第一位置处，互补连接元件没有连接，由返回装置施加的返回力推动可动组件并且连接元件的连接部分与横向杆电接触；
-第二位置，在所述第二位置处，互补连接元件与连接元件相连并且抵抗由返回装置施加的返回力推动可动组件，连接元件的连接部分与横向杆分离开一非零距离。
连接元件的连接部分相对于轴线沿着径向方向延伸。连接元件包括平移引导装置，所述平移引导装置防止连接元件围绕轴线旋转。
由于本发明，连接元件的连接部分被限制于在中央杆和横向杆之间延伸的径向部分。以这种方式，连接元件没有发射不需要的电磁信号，所述电磁信号干扰通过连接元件的内部通道的信号。因此，连接元件适于以微波频率传递能量信号。
根据本发明的有利但非强制的其它方面，这种电连接元件可以包含以下特征中的一个或者多个：
-连接元件的引导部分是管状并且围绕中央杆延伸；
-连接元件的引导部分具有狭槽，所述狭槽在其间限定了弹性接触瓣状件；
-瓣状件的一部分位于连接元件的引导部分的中空体内；
-连接元件的引导部分包括附接装置，用于将连接元件附接到可动组件的绝缘体；
-连接元件在包括所述轴线的平面中是L状；
-平移引导装置包括套管，所述套管具有与轴线平行的狭槽，所述狭槽适于引导连接元件的连接部分平移；
-中央杆包括横向部分，所述横向部分相对于轴线沿着径向方向延伸并且延伸通过外部体。
-中央杆包括通过电绝缘构件附接到外部体的第一部件和附接到可动组件的第二部件。
本发明的另一个目的是同轴电连接组件，所述同轴电连接组件包括上述连接元件和互补连接元件，所述互补连接元件设计成用于建立与连接元件的电连接。
附图说明
现在将参照作为说明性示例而并不限制其目的的附图解释本发明，在所述附图中：
图1是同轴电连接组件的透视图，所述同轴电连接组件包括第一同轴电连接元件和互补同轴电连接元件，所述互补同轴电连接元件设计成用于在第一连接元件的第一位置中建立与第一连接元件的电连接；
图2是图1的连接组件的沿着图1上的平面P获得的纵向截面；
图3是处于第二位置中的与图2类似的纵向截面；
图4是作为第一连接元件的一部分的连接元件的透视图；
图5是图4的连接元件的侧视图；
图6是作为第一连接元件的一部分的引导元件的透视图；
图7是图6的引导元件的正视图；
图8是根据本发明的替代性实施例的引导元件的透视图；
图9是图8的引导元件的纵向截面。
具体实施方式
图1至图3示出了用于在微波范围中传递电流的同轴电连接组件1。电连接组件1包括第一同轴电连接元件10和第二同轴电连接元件20。第二连接元件20与第一连接元件10互补并且设计成用于建立与第一连接元件10的电连接。连接组件1沿着纵向轴线X延伸。
第一连接元件10包括整体用附图标记10A表示的固定组件和整体用附图标记10B表示的可动组件。固定组件10A设计成用于固定到印刷电路板。可动组件10B能够相对于固定组件10A沿着轴线X运动。
第一连接元件10包括中央导体3，所述中央导体3由双部件杆3.1和3.2制成的杆构成，所述双部件杆3.1和3.2沿着连接元件10的纵向轴线X对准。中央杆3的第一部件3.1属于固定组件10A而中央杆3的第二部件3.2属于可动组件10B。固定组件10A包括两个部件2A和2B的外部体2，外部体2布置在中央杆3周围。中央杆3和外部体2由诸如金属材料或者金属化塑料材料的导电材料制成。
外部体2的第一部件2A包括平行六面体部分2.1，所述平行六面体部分2.1具有固定装置22.1、22.2、22.3和22.4，用于将外部体2固定到印刷电路板（未示出）。外部体2的第一部件2A的第二部分2.2与第一部分2.1紧固在一起并且具有沿着轴线X延伸的环形截面的筒状。
外部体2的第二部件2B用螺丝旋拧在外部体2的第一部件2A的筒状部分2.2中，并且从外部体2A的第一部件2A突出。
外部体2具有围绕轴线X的中央通道21。中央通道21在外部体2的第一轴向端部2C和与第一轴向端部2C相反的第二轴向端部2D上开口。在外部体2的第一端部2C的一侧上，由盖23封闭内部通道21。
固定组件10A在外部体2的第一端部2C的一侧上包括平移引导元件7，所述平移引导元件7容置在中央通道21中。
如图6和图7所示，引导元件7由绝缘材料制成的套管构成。引导元件7是沿着轴线X延伸的中空圆筒状并且具有与轴线X平行的狭槽71，所述狭槽71在引导元件7的整个长度上延伸。
中央杆3的第一部件3.1具有通过引导元件7的轴向部分31.1。中央杆3的第一部件3.1的径向横向部分31.2径向通过外部体2并且伸出到外部体2的外侧。例如套管91的电绝缘构件容置在外部体2中并且支撑中央杆3的横向部分31.2。横向部分31.2设计成用于与用虚线表示的第一电微波线路A相连。
横向杆4延伸通过外部体2并且具有位于中央通道21中的内部部分41。由被外部体2所支撑的绝缘套管92支撑横向杆4。横向杆4设计成用于与用虚线表示的第二电微波线路B相连。
中央杆3和横向杆4属于固定组件10A。
可动组件10B包括由导电材料制成的内部体11。内部体11具有沿着轴线X延伸的环形截面的中空筒状。内部体11位于外部体的第二部件2B的内部。
中央杆3的第二部件3.2容置在可动组件10B的内部体11的内部并且由电绝缘材料制成的套管12所支撑。
弹性返回装置6插入在固定组件10A的外部体2和可动组件10B的内部体11之间。弹性返回装置6由螺旋压缩弹簧形成。弹性返回装置6具有垂直于轴线X压靠在外部体2的内壁2.3上的第一端部6.1和压靠在内部体11的向外伸出的环形轴环11.1上的第二端部6.2。
弹性返回装置6施加返回力F，所述返回力F推动可动组件10B与外部体2的第一端部2C相对地离开固定组件10A。
由电绝缘材料制成的支撑构件13具有位于内部体11内部的与套管12相对的第一部分13.1。支撑构件13的外部部分13.2从内部体11向外朝向外部体2的第一端部2C伸出。外部部分13.2具有环形截面的中空筒状，所述中空筒状的内径严格小于部分13.1的内径。
支撑构件13的外部部分13.2容置在引导元件7的内部并且部分围绕中央杆3的第一部件3.1的轴向部分31.1。
连接元件5固定到支撑构件13并且具有管状引导部分5.1，所述引导部分5.1径向插入在中央杆3的轴向部分31.1和支撑构件13的外部部分13.2之间。连接元件5能够沿着中央杆3的轴向部分31.1运动。
如图4和图5所示，连接元件5包括连接部分52，所述连接部分52垂直于轴线X且针对轴线X沿着径向方向D52延伸。连接部分52通常为矩形。连接部分52容纳在狭槽71内部。
连接元件5的引导部分51包括连接到连接部分52的第一部分5.1和第二部分5.2，其中，所述第一部分5.1与连接部分52相对延伸。第二部分5.2具有平行于轴线X的狭槽51.2，在狭槽51.2之间限定了接触瓣状件51.3。瓣状件51.3能够弹性变形并且确保与中央杆3的轴向部分31.1满意的接触。
瓣状件51.3的自由端部具有径向突出的附接装置51.1。附接装置51.1垂直于轴线X抵接在支撑构件13的内壁13.4上。连接元件5以一种或者另一种方式沿着轴线X固定到支撑构件13。以一种方式，连接元件5的轴向运动受到抵接在支撑构件13的壁13.4上的附接装置51.1的限制。以另一种方式，连接元件5的轴向运动受到抵接在支撑构件13的自由端部上的连接部分52的限制。
连接元件5在通过轴线X的平面中的整体形状和截面为L状。L的分支分别由引导部分51和连接部分52形成。
第二连接元件20包括外部体14和由绝缘材料制成的套管16支撑的中央杆15。中央杆15设计成与用虚线表示的第三同轴电气线路C相连。
第一连接元件10能够在连接线路A和B的第一位置（图2）和连接线路A和C的第二位置（图3）之间运动。
在图2的第一位置中，第二连接元件20没有与第一连接元件10相连。由返回装置6施加的返回力F推动可动组件10B离开第一元件10的外部体2的第一端部2C。连接元件5的连接部分52与横向杆4的内部部分41机械接触和电接触。以这种方式，通过连接元件5在横向杆4和中央杆3的第一部件3.1之间建立电连接。
在第一位置中，中央杆3的第二部件3.2与中央杆3的第一部件3.1分离开平行于轴线X测量得到的非零距离d1。因此，中央杆3的第二部件3.2没有与中央杆3的第一部件3.1和横向杆4电连接。
当电信号通过横向杆4和中央杆3的第一部件3.1之间时，连接元件5的连接部分52不会干扰信号，这是因为连接部分52不包括在内部通道21内侧径向突出的无用部分。连接部分52不可能在内部通道21中和中央杆3中发射不需要的电磁信号。
当中央杆3的第二部件3.2没有与中央杆3的第一部件3.1和横向杆4电连接时，中央杆3的第二部件3.2不可能发射不需要的电磁信号。
如图3所示，当使得第二连接元件20与第一连接元件10相连时，第二连接元件20抵抗由返回装置6施加的返回力F相对于固定组件10A推动可动组件10B。第二元件20的外部体14与可动组件10B的内部体11和固定组件10A的外部体2机械接触和电接触。第二连接元件20的中央杆15与中央杆3的第二部件3.2机械接触和电接触。中央杆3的第二部件3.2与中央杆3的第一部件3.1机械接触和电接触。
当抵抗由返回装置6施加的返回力F推动可动组件10B时，连接元件5沿着中央杆3的第一部件3.1的轴向部分31.1滑动。引导元件5的连接部分52在引导元件7的狭槽71内滑动。狭槽71防止连接元件5围绕轴线X旋转。
在第二位置中，连接元件5与横向杆4分离开一非零距离d2，所述非零距离d2平行于轴线X在连接元件5的连接部分52和横向杆4的内部部分41之间测量得到。因此，横向杆4没有与中央杆3相连接。
在第二位置中，在中央杆3的第一部件3.1和第二部件3.2之间建立电接触。
当电信号经过中央杆3的第一部件3.1和第二部件3.2之间时，连接元件25的连接部分52没有过度干扰信号，这是因为其仅仅包括径向部分，所述径向部分没有围绕轴线X周向延伸。连接部分52不易于在内部通道21和中央杆3中发射不需要的电磁信号。
以这种方式，第一连接元件10适用于微波信号，并且尤其适于功率信号。
图8和图9示出了符合本发明的第二实施例的连接元件105。替代引导元件5，连接元件105能够安装在图1至图3的第一连接元件10内。所述连接元件105包括与连接元件5的连接部分52类似的连接部分152。
连接元件105具有引导部分151，所述引导部分151位于沿着轴线X延伸的中空体153内侧并且连结到连接部分152。
部分152相对于部分151和轴线X沿着径向方向D152延伸。部分152设计成插入狭槽71，这防止连接元件105围绕轴线X旋转。
引导部分151包括中空筒状的第一部分105.1和与连接元件5的第二部分5.2类似的第二部分105.2。与第一实施例的部分5.2一样，部分105.2包括狭槽151.2和瓣状件151.3。第一部分105.1的沿着轴线X的轴向长度严格小于中空体153的轴向长度。第二部分105.2的自由端部从体153向外伸出。瓣状件的一部分位于中空体153的内侧。
连接元件105的设计允许减小连接元件的总长度，而同时保持引导部分151的机械阻力。连接元件105的引导部分151的第一部分105.1的长度严格小于连接元件5的引导部分51的第一部分5.1的长度。
根据本发明的其它实施例：
-外部体2可以由单个部件形成。
-中央杆3可以是单部件杆，换言之，中央杆3可以是一个整体。
-连接部分52的形状可以不同于附图中的矩形形状，例如为梯形形状。
-引导元件7可以由平移引导装置替代，所述平移引导装置的形状不同于附图中示出的形状，适于引导元件52的形状。
-中央杆3的整个长度可以沿着轴线X延伸。
在本发明的背景中，能够组合上述实施例和变形方案的技术特征。

Claims (10)

1.一种同轴电连接元件(10)，所述同轴电连接元件设计成用于建立与互补同轴电连接元件(20)的电连接，并且包括：
-外部体(2)，所述外部体具有围绕轴线(X)的中央通道(21)；
-中央杆(3)，所述中央杆至少部分地沿着所述轴线(X)延伸；
-横向杆(4)，所述横向杆延伸通过所述外部体(2)并且具有位于所述中央通道(21)中的内部部分(41)；
-可动组件(10B)，所述可动组件能够沿着所述轴线(X)相对于所述外部体(2)和所述中央杆(3)和横向杆(4)运动，并且包括连接元件，所述连接元件具有与所述中央杆(3)电接触的引导部分(51；151)；
-弹性返回装置(6)，所述弹性返回装置插入在所述外部体(2)和所述可动组件(10B)之间，
所述同轴电连接元件能够在以下位置之间运动：
-第一位置，在所述第一位置处，没有连接所述互补同轴电连接元件(20)，由所述弹性返回装置(6)施加的返回力(F)推动所述可动组件(10B)并且所述连接元件的连接部分(52；152)与所述横向杆(4)电接触；
-第二位置，在所述第二位置处，所述互补同轴电连接元件(20)与所述同轴电连接元件(10)相连并且抵抗由所述弹性返回装置(6)施加的所述返回力(F)推动所述可动组件(10B)，所述连接元件的所述连接部分(52；152)与所述横向杆(4)分离开一非零距离(d2),
其特征在于，所述连接元件的连接部分(52；152)相对于所述轴线(X)沿着径向方向(D52；D152)延伸并且所述同轴电连接元件(10)包括平移引导装置(7)，所述平移引导装置防止所述连接元件围绕所述轴线(X)旋转。
2.根据权利要求1所述的同轴电连接元件(10)，其特征在于，所述连接元件的所述引导部分(51；151)是管状并且围绕所述中央杆(3)延伸。
3.根据权利要求2所述的同轴电连接元件(10)，其特征在于，所述连接元件的所述引导部分(51；151)具有狭槽(51.2；151.2)，在所述狭槽之间限定了弹性接触瓣状件(51.3；151.3)。
4.根据权利要求3所述的同轴电连接元件(10)，其特征在于，所述瓣状件(151.3)的一部分位于所述连接元件的所述引导部分(151)的中空体(153)的内侧。
5.根据权利要求1所述的同轴电连接元件(10)，其特征在于，所述连接元件的所述引导部分(51)包括附接装置(51.1)，所述附接装置用于将所述连接元件附接到所述可动组件(10B)的绝缘体(13)。
6.根据权利要求1所述的同轴电连接元件(10)，其特征在于，所述连接元件在包括所述轴线(X)的平面中为L状。
7.根据权利要求1所述的同轴电连接元件(10)，其特征在于，所述平移引导装置包括套管，所述套管具有平行于所述轴线(X)的狭槽(71)，所述狭槽适于引导所述连接元件的所述连接部分(52；152)平移。
8.根据权利要求1所述的同轴电连接元件(10)，其特征在于，所述中央杆(3)包括相对于所述轴线(X)沿着径向方向延伸且延伸通过所述外部体(2)的横向部分(31.1)。
9.根据权利要求1所述的同轴电连接元件(10)，其特征在于，所述中央杆(3)包括通过电绝缘构件(91)附接到所述外部体(2)的第一部件(3.1)和附接到所述可动组件(30B)的第二部件(3.2)。
10.一种同轴电连接组件(1)，其特征在于，所述同轴电连接组件包括根据前述权利要求中的任意一项所述的同轴电连接元件(10)和互补同轴电连接元件(20)，所述互补同轴电连接元件设计成用于建立与同轴电连接元件(10)的电连接。
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